小さなマイクロロボットは転がりながら人体を通過できる

パデュー大学の技術者は、人体内で動作可能な小さな長方形のロボットを開発しました。 生きた動物モデルで実証されたこの新技術により、特に医療における多くの画期的な用途でロボットの力を利用することに近づくことができます。 

新しい研究はで公開されました ネイチャーマシンインテリジェンス. 

このロボットはバク転をして結腸内を移動し、薬物輸送ツールである。 結腸などの臓器は起伏の多い地形と考えられており、これがテクノロジーのバックフリップの側面を部分的に説明しています。 これは、生体内で転倒するマイクロロボットの最初のデモンストレーションです。  

小型ロボットを使用して薬剤を投与する主な利点の XNUMX つは、正確な標的部位に到達できることです。 これにより、ロボットは薬剤が相互作用する可能性のある他の臓器を迂回し、脱毛や胃出血などの副作用を引き起こす可能性があります。 

マイクロロボットは、外部の磁場によって電力を供給され、ワイヤレスで制御されます。 

David Cappelleri はパデュー大学の機械工学准教授です。 

「これらのロボットに回転外部磁場を加えると、車のタイヤが荒れた地形を走行するのと同じようにロボットは回転します」とカペッレリ氏は述べた。 「磁場はさまざまな種類の媒体を安全に透過します。これは、これらのロボットを人体内で使用する場合に重要です。」

結腸が選ばれたのは、その容易な侵入地点であると同時に、その困難な環境のためです。 

ルイス・ソロリオは、パデューのウェルドン生物医工学大学院の助教授です。

「結腸内でロボットを動かすのは、空港でターミナルに早く到着するためにピープルウォーカーを使うようなものです。 フロアだけでなく、周りの人々も動いています」とソロリオは言いました。

「結腸では、これらすべての液体や物質が経路に沿って移動しますが、ロボットは反対方向に移動します。 ただ、簡単な旅ではありません。」

厳しい環境により、その中で動作するロボットの能力はさらに優れたものになります

実験

in vivo実験は、麻酔下に置かれた生きたマウスの結腸で行われました。 マイクロロボットは、マウスに挿入される前にまず生理食塩水の中に入れられ、超音波装置がその動きをリアルタイムで観察するのに役立ちました。 

研究者らはまた、動物と人間の腸の類似点により、マイクロロボットがブタでも正常に動作できると判断した。 

Craig Goergen は、パデュー大学のレスリー A. ゲデス生物医工学准教授です。 

マイクロロボットは蛍光の模擬薬剤で覆われており、回転しながら溶液全体に薬剤をうまく運ぶことができた。 

「私たちは薬物ペイロードをうまく制御しながら放出することができました。 これは、マイクロロボットを体内の特定の場所に誘導し、そこに放置し、薬物をゆっくりと放出できる可能性があることを意味します。 また、マイクロロボットにはポリマーコーティングが施されているため、標的の場所に到達する前に薬剤が落ちることはありません」とソロリオ氏は語った。

　 マイクロロボットはポリマーと金属でできており、無毒で生分解性です。 

「診断の観点から見ると、これらのマイクロロボットは組織の収集を支援することで、低侵襲性の結腸内視鏡検査の必要性を回避できる可能性があります。 あるいは、従来の結腸内視鏡検査に必要な準備作業を行わずにペイロードを配送できる可能性もあります」とゲルゲン氏は語った。